Question

【題目】（CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO2是解決溫室效應的有效途徑。

已知反應Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）的平衡常數為K1；反應Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常數為K2。

在不同溫度時K1、K2的值如下表：

溫度（絕對溫度）	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）寫出K2表達式：____。

（2）推導反應CO2（氣）+H2（氣）CO（氣）+H2O（氣）的平衡常數K與K1、K2的關系式：__，判斷該反應是__反應（填“吸熱”或“放熱”）。

（3）在體積為10L的密閉容器中，加入一定量的CO2和H2（氣），在1173K時發生反應CO2（氣）+H2（氣）CO（氣）+H2O（氣）并記錄前5min的濃度，第6min時改變了反應的條件。各物質的濃度變化如下表：

時間/min	CO2(mol/L)	H2(mol/L)	CO(mol/L)	H2O(mol/L)
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.2740	0.0260	0.0260
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的該化學反應的速率是：_____。

②在0～5min之間，達平衡時CO2的轉化率為____。

③第6min時，平衡向____方向（填“正反應”或“逆反應”）移動，可能的原因是___。

Answer 1

【答案】c(H2)/c(H2O) K1/K2 吸熱 0.0130mol/(L·min) 63.65% 正反應 移走水蒸氣或者升高溫度

【解析】

本題應從化學平衡常數的定義、影響因素等知識入手進行分析；

（1）根據化學平衡常數的定義，K2=c(H2)/c(H2O)；

（2）根據化學平衡常數的定義，K1=c(CO)/c(CO2)，K2=c(H2)/c(H2O)，K=c(CO)×c(H2O)/[c(CO2)×c(H2)]，因此K=K1/K2；根據表中數據，K1隨著溫度的升高而增大， K2隨著溫度升高而降低，因此K隨著溫度升高而增大，即正反應為吸熱反應；

（3）①根據化學反應速率的數學表達式，v(CO)= 0.0260mol·L－1/2min=0.0130mol/(L·min)；

②CO2的轉化率為(0.2000－0.0727)mol·L－1/0.2000mol·L－1×100%=63.65%；

③對比第5min和6min的濃度，得出反應物的濃度減小，生成物濃度增大，即反應向正反應方向進行，根據題中所給數據，濃度的變化與化學反應方程式系數成正比例關系，因此改變的因素有可能是移走水蒸氣或者升高溫度。